水污染设计计算公式

水污染控制工程卢进登编

湖北大学资源环境学院

目录

第一篇污水的物理化学处理方法

第一章绪论

第二章水体的自净及水污染控制的基本方法、工艺流程

第三章混凝

第四章沉淀与澄清

第五章过滤

第六章消毒

第七章气浮

第八章氧化还原

第九章膜分离

第十章其他物化方法

第十一章水的软化与除盐

第十二章循环水的冷却和稳定

第二篇污水的生物处理方法

第一章概述

第二章好氧生物处理（原理与工艺）

第三章厌氧生物处理

第四章营养元素的生物去除

第五章天然条件下的生物处理

第六章污泥的处理与处置

主要参考书目：

1）《水处理工程》，第一版，顾夏声等，清华大学出版社，1985 2)《现代废水生物处理新技术》，钱易等，中国科技出版社，1993 3）《排水工程》，第三版，张自杰等，中国建筑工业出版社，1996 4）《水污染治理工程》，黄铭荣、胡纪萃，高教出版社，1995

5）《废水生物处理数学模型》，第二版，顾夏声，清华大学出版社，1995 6）《水处理微生物学》，第三版，顾夏声等，中国建筑工业出版社，1998

第一章 概述

1.1 生物处理的目的和重要性

废水生物处理的目的：1) 絮凝和去除废水中不可自然沉淀的胶体状固体物；2) 稳定和去除废水中的有机物；3) 去除营养元素氮和磷。

废水生物处理的重要性：1)城市污水中约有60%以上的有机物只有用生物法去除才最经济；2)废水中氮的去除一般来说只有依靠生物法；3)目前世界上已建成的城市污水处理厂有90%以上是生物处理法；4)大多数工业废水处理厂也是以生物法为主体的。

微生物在废水生物处理中主要有三个作用：1)去除有机物（以COD 或BOD 5表示），去除其它无机营养元素如N 、P 等；2)絮凝沉淀和降解胶体状固体物；3)稳定有机物。

微生物代谢过程简介：

微生物代谢所需要的几个基本要素：能源；碳源；无机营养元素——N 、P 、S 、K 、C a 、M g 等；有时还需要一些特殊的有机营养物（也称生长因子，如维生素、生物素等）

废水生物处理中涉及的微生物代谢过程主要有：化能异养型代谢；化能自养型代谢；光合异养型代谢；光合自养型代谢。

生物处理中的重要微生物

①细菌：细菌——包括了真细菌(eubacteria )和古细菌(archaebacteria )；——是废水生物处理工程中最主要的微生物；根据需氧情况不同：好氧细菌、兼性细菌和厌氧细菌；根据能源碳源利用情况的不同：光合细菌——光能自养菌、光能异养菌；非光合细菌——化能自养菌、化能异养菌；根据生长温度的不同：低温菌(-10ºC ~15 ºC )、中温菌(15 ºC ~45 ºC )和高温菌(>45 ºC )

②真菌：真菌的三个主要特点：1)能在低温和低pH 值的条件生长；2)在生长过程中对氮的要求较低（是一般细菌的1/2）；3)能降解纤维素。真菌在废水处理中的应用：1)处理某些特殊工业废水；2)固体废弃物的堆肥处理

③原生动物、后生动物：原生动物主要以细菌为食；其种属和数量随处理出水的水质而变化，可作为指示生物。后生动物以原生动物为食；也可作为指示生物。 1.2 生物处理法在废水处理中的地位

有机物在废水中的存在形式及其主要去除方法：颗粒状有机物(>1μm )：可以采用机械沉淀法进行去除的颗粒物；胶体状有机物(1nm ~100nm )：不能采用机械沉淀法进行去除的较小的有机颗粒物；溶解性有机物(<1nm )：以分散的分子状态存在于水中的有机物

生物法处理的主要对象：废水中呈胶体状和溶解状态的有机物；废水中溶解状态的营养元素N 和P 。 废水处理程度的分级：一级处理——预处理或前处理；二级处理——生物处理；三级处理——深度处

有机物

微生物

新的细胞物质

CO 2、H 2O

生物残渣

内源呼吸

分解

合成

异氧微生物 理

一级处理：去除效果：E BOD ≈ 30%, E SS ≈ 50%；功能：去除颗粒状有机物，减轻后续生物处理的负担；2）调节水量、水质、水温等，有利于后续的生物处理。主要方法：物化法，如：沉砂、沉淀、气浮、除油、中和、调节、加热或冷却等

二级处理：去除效果：E BOD ≈ 85~90%，E SS ≈ 90%；功能：大量去除胶体状和溶解状有机物，保证出水达标排放；方法：各种形式的生物处理工艺

三级处理：目的：去除二级处理出水中残存的SS 、有机物，或脱色、杀菌，或脱氮、除磷——防止水体富营养化；方法：物化法——超滤、混凝、活性炭吸附、臭氧氧化、加氯消毒等；生物法——生物法脱氮除磷，等

我国水环境中有机物污染的严重状况

①废水排放量巨大；②我国水环境中量大面广的污染物是有机物；③N 、P 的污染也日益严重 有机污染的主要来源：①生活污水：COD = 400~500mg/l ，BOD 5 = 200~300mg/l ；②工业废水：主要有石油化工、轻工、食品等行业，如：啤酒废水：8~20m 3废水/m 3酒，COD = 2000~3500mg/l ；酒精废水：12~15 m 3废水/m 3酒，COD = 3~6 万mg/l ；味精废水：25~35 m 3废水/吨味精，COD = 6~10 万mg/l ；造纸黑液：120~600 m 3废水/吨纸浆，COD = 10~15万mg/l

1.3 生物处理法的分类

第二章

好氧生物处理（原理与工艺）

2.1 基本概念

2.1.1 好氧生物处理的基本生物过程

所谓“好氧”：是指这类生物必须在有分子态氧气（O 2）的存在下，才能进行正常的生理生化反应，主要包括大部分微生物、动物以及我们人类；

所谓“厌氧”：是能在无分子态氧存在的条件下，能进行正常的生理生化反应的生物，如厌氧细菌、酵母菌等。

好氧生物处理过程的生化反应方程式： ●

分解反应（又称氧化反应、异化代谢、分解代谢）

CHONS + O 2 CO 2 + H 2O + NH 3 + SO 42- +⋯+能量 （有机物的组成元素）

● 合成反应（也称合成代谢、同化作用）

C 、H 、O 、N 、S + 能量 C 5H 7NO 2 ● 内源呼吸（也称细胞物质的自身氧化）

C 5H 7NO 2 + O 2 CO 2 + H 2O + NH 3 + SO 42- +⋯+能量

在正常情况下，各类微生物细胞物质的成分是相对稳定的，一般可用下列实验式来表示： 微生物

异氧微生物